本發(fā)明涉及鋁材熔煉技術領域，特別涉及一種鋁熔煉爐新式燃燒及循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術：

一直以來，鋁材行業(yè)都是高耗能行業(yè)，在加重成本負擔的同時也產生了環(huán)境污染。以前的鋁原理熔化方式是高溫富氧火焰直接焚燒，鋁原料燒損過多，加熱方式為兩火嘴火焰換向蓄熱燃燒，燃燒效率不高，熱量回收不完全，單位氣耗較高，熔化效率還有待進一步提高。

改造前原助燃風機將助燃風送至燃燒機，與燃料混合后噴入爐膛燃燒，爐膛內的鋁錠、鋁廢料受熱升溫到660℃熔解，鋁液加熱溫度達到750℃度，后放入鑄錠機灌注冷卻成圓棒，燃料燃燒產物高溫煙氣還有大量熱能，溫度950℃以上，直接經過爐門排煙口排出車間，造成燃料熱效率低，熱效率只有25％。

原熔鑄爐為煙氣直排式鋁熔煉爐，此種舊式鋁熔鑄爐燃燒時排氣直接從爐門排煙孔及煙道排煙口排放，排煙溫度達950℃以上，能耗大，每噸鋁熔化天然氣單耗92立方米左右，既不經濟又不環(huán)保。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種鋁熔煉爐新式燃燒及循環(huán)系統(tǒng)，大大提高了燃燒效率，熱量回收完全，單位氣耗降低，增加打灰次數(shù)，提高了熔化效率，降低燒損。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種鋁熔煉爐新式燃燒及循環(huán)系統(tǒng)，包括母爐主體、熔化室、投料室、蓄熱系統(tǒng)與鋁水循環(huán)泵，所述鋁水循環(huán)泵分別與所述熔化室、投料室連通構成一個鋁水流動循環(huán)體。所述母爐主體內設立所述熔化室與投料室并將二者分離開，所述熔化室與投料室底部相通，液面上部隔斷；所述蓄熱系統(tǒng)包括設置在母爐主體上的蓄熱室和對應的蓄熱式火槍及燒嘴。

進一步，所述蓄熱室設置三個，其中兩個安裝于所述熔化室的側部，另一個安裝于所述熔化室的上部，所述蓄熱式燒嘴對應安裝于所述蓄熱室內，并對準所述熔化室。

本發(fā)明還包括助燃空氣管道及助燃風機、煙氣排放管道及廢氣風機與PLC控制系統(tǒng)，所述助燃空氣管道與煙氣排放管道中均設置多個并聯(lián)的兩通閥，所述助燃風機通過助燃空氣管道連通對應的蓄熱式火槍及燒嘴，所述廢氣風機通過煙氣排放管道連通對應的蓄熱式火槍及燒嘴。

所述助燃風機經過對應的兩通閥及蓄熱火槍與燃氣混合燃燒，再經對應的蓄熱式燒嘴送入熔化室加熱，爐內廢氣經過另外兩個蓄熱火槍進行余熱回收，三臺蓄熱火槍在程序控制下始終保持一臺蓄熱火槍放熱燃燒，另外兩臺蓄熱火槍從廢氣中吸熱蓄能，降低溫度的煙氣從廢氣風機排出爐外。改造后爐壓保持在微正壓，煙氣排放溫度由220℃降至150℃左右，原50％直排高溫廢氣得到全部余熱回收，能耗大大降低。

進一步，本發(fā)明還包括子爐結構，所述每臺子爐成對布置兩臺蓄熱器，所述蓄熱器內裝填有陶瓷蓄熱體。

所述子爐內還設置高溫空氣控制閥、高壓鼓風機與高壓引風機。

本發(fā)明上述子爐結構及燃燒系統(tǒng)進行改造，包括原供氣管道、助燃風機、燃燒器等，安裝蓄熱式燃燒設備和相應控制設備，同時將原有高壓風機換為功率較小風機，以匹配改造后風壓需求，也將減少子爐設備裝機功率。

改造前原助燃風機將助燃風送至燃燒機，與燃料混合后噴入爐膛燃燒，爐膛內的鋁錠、鋁廢料受熱升溫到660℃熔解，鋁液加熱溫度達到750℃度，后放入鑄錠機灌注冷卻成圓棒，燃料燃燒產物高溫煙氣還有大量熱能，溫度950℃以上，直接經過爐門排煙口排出車間，造成燃料熱效率低，熱效率只有25％。

改造后將每對子爐成對布置兩臺蓄熱器，所述蓄熱器內裝填有傳熱、蓄熱能力都很強的陶瓷蓄熱體。當爐膛內燃燒過后的高溫煙氣經過一臺蓄熱室，將所述蓄熱室內的蓄熱體加熱，煙氣溫度降至150℃，經煙囪排除。與此同時，常溫空氣由鼓風機帶動，經過空氣煙氣換向閥切換，進入所述蓄熱室，與被煙氣加熱的高溫蓄熱體進行換熱，加熱至800℃，進入爐膛卷吸爐內的煙氣，形成一股稀薄貧氧高溫氣流，同時往貧氧高溫空氣中注入燃料，燃料在貧氧狀態(tài)下實現(xiàn)充分燃燒。燃燒后的高溫煙氣再經過另一臺蓄熱室，將所述蓄熱室內的蓄熱體加熱，如此重復上述過程，周而復始的進行變換。通過蓄熱體這一介質，吸收高溫煙氣的熱能，并釋放給助燃空氣，使得煙氣余熱大部分被充分回收利用，排煙溫度低于150℃，熱效率從25％提高到51％以上，實現(xiàn)低燒損和節(jié)能的目的。

本發(fā)明的有益效果是，鋁原料熔化方式由高溫富氧火焰直接焚燒改為高溫鋁水沖刷浸泡熔化，降低了鋁原料燒損；加熱方式由兩火嘴火焰換向蓄熱燃燒改為三火嘴火焰循環(huán)換向燃燒蓄熱燃燒，燃燒效率提高，熱量回收完全，單位氣耗降低。

所述三個燒嘴火焰不換向循環(huán)蓄熱系統(tǒng)，通過蓄熱吸收高溫煙氣的熱能，并釋放給助燃空氣，使得煙氣余熱全部充分回收利用，達到低燒損和節(jié)能的目的。

子爐經過蓄熱燃燒改造，使得煙氣余熱大部分被充分回收利用，排煙溫度低于150℃，熱效率從25％提高到51％以上，實現(xiàn)低燒損和節(jié)能的目的，母、子爐配合生產，最大程度上降低原料燒損及能源消耗。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明熔煉爐的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明母爐系統(tǒng)蓄熱燃燒原理示意圖。

圖3為本發(fā)明子爐蓄熱式燃燒系統(tǒng)的原理示意圖。

圖4為本發(fā)明熔鋁工序生產流程示意圖。

1、母爐主體，2、鋁水循環(huán)泵，3、熔化室，4、投料室，5、蓄熱室，6、蓄熱室，7、蓄熱室，A、蓄熱式燒嘴，B、蓄熱式燒嘴，C、蓄熱式燒嘴，8、助燃風機，9、廢氣風機，10、兩通閥，11、兩通閥，12、蓄熱器，13、蓄熱器，14、子爐，15、火槍助燃風機，16、四通閥，17、送風機，18、廢氣引風機，19、鑄錠機。

【具體實施方式】

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參照圖1與圖2，一種鋁熔煉爐新式燃燒及循環(huán)系統(tǒng)，包括母爐主體1、熔化室3、投料室4、蓄熱系統(tǒng)與鋁水循環(huán)泵2，所述鋁水循環(huán)泵2分別與所述熔化室3、投料室4連通構成一個鋁水流動循環(huán)體。所述母爐主體1內設立所述熔化室3與投料室4并將二者分離開，所述熔化室3與投料室4底部相通，液面上部隔斷。所述蓄熱系統(tǒng)包括設置在母爐主體1上的蓄熱室5和對應的蓄熱式火槍及蓄熱式燒嘴A，蓄熱室6和對應的蓄熱式火槍及蓄熱式燒嘴B、蓄熱室7和對應的蓄熱式火槍及蓄熱式燒嘴C。

蓄熱室共有三個，其中蓄熱室5、6安裝于所述熔化室3的側部，另一個安裝于所述熔化室3的上部，所述蓄熱式燒嘴A、B、C對應安裝于所述蓄熱室5、6、7內，并對準所述熔化室3。鋁水循環(huán)泵2下方的連串箭頭方向為鋁水循環(huán)流動方向。

本發(fā)明還包括助燃空氣管道及助燃風機8、煙氣排放管道及廢氣風機9與PLC控制系統(tǒng)，所述助燃空氣管道與煙氣排放管道中均設置多個并聯(lián)的兩通閥10、兩通閥11，助燃風機8通過助燃空氣管道連通對應的蓄熱式火槍及蓄熱式燒嘴A、C，所述廢氣風機9通過煙氣排放管道連通對應的蓄熱式火槍及蓄熱式燒嘴B、C。

助燃風機8經過對應的兩通閥10及蓄熱火槍與燃氣混合燃燒，再經對應的蓄熱式燒嘴C送入熔化室3加熱，爐內廢氣經過另外兩個蓄熱火槍進行余熱回收，三臺蓄熱火槍在程序控制下始終保持一臺蓄熱火槍放熱燃燒，另外兩臺蓄熱火槍從廢氣中吸熱蓄能，降低溫度的煙氣從廢氣風機排出爐外。改造后爐壓保持在微正壓，煙氣排放溫度由220℃降至150℃左右，原50％直排高溫廢氣得到全部余熱回收，能耗大大降低。

參看圖3，本發(fā)明還包括子爐結構，改造后的每臺子爐14成對布置兩臺蓄熱器12、13，蓄熱器12與蓄熱器13內均安裝填有陶瓷蓄熱體，子爐14還連接有火槍助燃風機15。蓄熱器12與蓄熱器13之間通過四通閥16相連，四通閥16還分別連接送風機17與廢氣引風機18，廢氣引風機18連接排風管，將煙氣溫度降至150℃，經煙囪排除。

本發(fā)明將子爐結構及燃燒系統(tǒng)經過上述改造后，包括原供氣管道、助燃風機、燃燒器等，安裝蓄熱式燃燒設備和相應控制設備，同時將原有高壓風機換為功率較小風機，以匹配改造后風壓需求，也將減少子爐設備裝機功率，大大提高了燃燒熱效率。

改造前原助燃風機將助燃風送至燃燒機，與燃料混合后噴入爐膛燃燒，爐膛內的鋁錠、鋁廢料受熱升溫到660℃熔解，鋁液加熱溫度達到750℃度，后放入注棒機灌注冷卻成圓棒，燃料燃燒產物高溫煙氣還有大量熱能，溫度950℃以上，直接經過爐門排煙口排出車間，造成燃料熱效率低，熱效率只有25％。

改造后將每對子爐14成對布置兩臺蓄熱器12、13，所述蓄熱器12、13內裝填有傳熱、蓄熱能力都很強的陶瓷蓄熱體。當爐膛內燃燒過后的高溫煙氣經過一臺蓄熱室，將所述蓄熱室內的蓄熱體加熱，煙氣溫度降至150℃，經煙囪排除。與此同時，常溫空氣由鼓風機帶動，經過空氣煙氣換向閥切換，進入所述蓄熱室，與被煙氣加熱的高溫蓄熱體進行換熱，加熱至800℃，進入爐膛卷吸爐內的煙氣，形成一股稀薄貧氧高溫氣流，同時往貧氧高溫空氣中注入燃料，燃料在貧氧狀態(tài)下實現(xiàn)充分燃燒。燃燒后的高溫煙氣再經過另一臺蓄熱室，將所述蓄熱室內的蓄熱體加熱，如此重復上述過程，周而復始的進行變換。通過蓄熱體這一介質，吸收高溫煙氣的熱能，并釋放給助燃空氣，使得煙氣余熱大部分被充分回收利用，排煙溫度低于150℃，熱效率從25％提高到51％以上，實現(xiàn)低燒損和節(jié)能的目的。

參看圖4，本發(fā)明包括母爐主體1與多臺子爐14，母爐主體1內將熔煉后的鋁水轉至子爐14，子爐14再將高溫鋁水轉至鑄錠機19，進行鋁水熔煉。

本發(fā)明將原有的熔鑄工序的鋁原料熔化方式由高溫富氧火焰直接焚燒改為高溫鋁水沖刷浸泡熔化。利用耐高溫水泵循環(huán)系統(tǒng)，強制鋁水在連體母爐室間循環(huán)，熔化投料室中的鋁料，降低鋁原料燒損的同時，降低單位產品能耗。

鋁水循環(huán)技術采用耐高溫石墨鋁水泵設計循環(huán)系統(tǒng)，強制鋁水在母、子爐室間循環(huán)交換熱量，減少鋁水和氧氣的接觸，縮短熔化時間，降低燒損和氣耗。鋁水循環(huán)技術的應用有如下幾點優(yōu)勢：①沒有火焰直接接觸廢料，增加回收率；②增加熔化效率，減少操作時間，增加產量；③減少單位產品能耗；④容易除鐵；⑤均勻成份及爐膛溫度；⑥可使用較差的硅；⑦減少污染和排放，減少廢渣，增加爐子的壽命；⑧鋁水泵采用先進的控制系統(tǒng)，可保證生產的穩(wěn)定運行。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。